提高低速重載滾動軸承的壽命的方法-----狀態監測

  煉鋼廠連鑄機的大包回轉軸承具有低速、重載、尺寸大等特點，它是煉鋼生產線上的關鍵設備，其軸承的制造費用很高。
  大包回轉軸承屬于低速重載滾動軸承，它是一種承載量大、工作轉速低的特種滾動軸承,并且運行中承受較大沖擊載荷。它位于設備的關鍵部位,倘若發生故障，將會影響整條煉鋼 生產線的生產，相應的維修更換工作周期長，會導致較大經濟損失。
  鋼廠的大包回轉軸承低速滾動軸承在企業中有如此重要的地位，所以如果可以延長設備的使用壽命，這對企業來說可以提高其經濟效益。
  如何來延長設備的使用壽命呢，一是按照正確的方法來操作使用設備，二就是對設備做好狀態監測，了解設備目前什么狀態，就可以采取相應的措施來對設備進行維護維修。
  目前進行狀態監測的手段，使用比較普遍的方法主要有振動分析和油液分析。對于大包回轉軸承，由于其轉速非常低，致使常規的振動分析方法很難拾取如此低頻的信號，因而很難用常規的振動分析來對其進行監測，而且大型低速重載回轉機械幾乎都采用油脂潤滑，常規的油液分析技術也無法用來對其進行狀態監測。因此，使用高可靠性且費用較低的新技術手段是非常必要的。
  潤滑脂溶劑正好可以適用到這類回轉軸承上，同時潤滑脂的光譜和鐵譜分析方法也可成功的對這類軸承進行狀態監測。下面來具體了解一下如何對軸承進行狀態監測。

一、軸承參數

  需要了解軸承直徑、質量，潤滑脂的類型、軸承的內圈和外圈材料、滾動體的材質等等，比較常見的潤滑脂是鋰基，內圈和外圈材料是Cr Mo，滾動體的材質是高鉻合金鋼。

二、選用監測儀器

  通過原子發射光譜、鐵譜和電子探針技術對軸承的磨損狀態進行監測，儀器的型號如下：

  1、Baird公司的MOA型油料光譜儀；
   2、Standard Oil公司的雙聯鐵譜儀；
  3、Predict公司旋轉式鐵譜儀；
  4、Olympus公司BX60光學顯微鏡 ；
  5、EPM810Q型電子探針。

三、取樣方法

  對潤滑脂的分析大的問題在于其樣品的真實性。潤滑脂具有與潤滑油*不同的一個特點，那就是金屬磨粒在潤滑脂中不是均勻分布的，這就導致不同部位所取得的油脂樣的鐵元素含量有很大不同。因此必須盡可能的保證樣品具有良好的代表性。經過大量試驗，發現以下取樣方法是非常有效的。首先，在軸承的圓周上作出標記作為取樣點。然后將軸承外部已被污染的潤滑脂擦拭干凈，在保持軸承不斷運轉的同時，通過油泵加入新脂的方式將舊油脂擠壓出來。后，從4個取樣點將擠出的油脂收集到塑料瓶中。

四、分析方法

  由于潤滑脂屬固體或半固體狀物質，其粘度非常高，磨損顆粒都被包裹起來。因此，該項工作的重點和難點就在于研究潤滑脂的預處理方法，也就是說必須將潤滑脂中的磨粒分離出來，且不能破壞它們的外觀形貌。鋰基脂溶劑，它能夠將潤滑脂中的有機物*溶解。這樣，就使得潤滑脂的光譜和鐵譜分析方法與潤滑油的光譜和鐵譜分析方法統一起來了。由于所有的摩擦副都是鋼材質的，因此潤滑脂中鐵元素含量就可以用來衡量該軸承的磨損狀態了。4個取樣點所取得的油脂都單獨進行測試，然后計算出它們的平均質量分數，這樣就可以進行趨勢分析了。

五、結果分析

  1、光譜分析

  在檢測結果中，如果每次取樣中鐵元素含量異常高出，那說明設備有異常磨損，如果在和同類型正常的軸承取樣結果進行比較，鐵元素含量高出2-5以上，則說明設備有嚴重的異常磨損。

  2、鐵譜分析

  在鐵譜分析結果中，如果出現大量粗大的切削磨粒，則顯示摩擦副的兩表面之間有雙體型磨料磨損；如果出現大尺寸的嚴重滑動磨粒，則表明摩擦副之間滑動磨損比較嚴重；如果有超大尺寸塊狀磨粒出現，則表明該軸承存在較嚴重的疲勞剝落現象。

  3、電子探針分析

  可以對大尺寸金屬磨粒進行成分分析，從而判斷他們來源于什么位置，具體是哪個部件失效了。

六、診斷建議及拆檢結果。

  根據以上設備的分析結果，來判定具體是哪個部件出現了問題，需要進行維修或是進行換件處理。

  利用光譜和鐵譜分析技術可以完成對低速重載的脂潤滑滾動軸承的狀態監測，尤其對延期服役的軸承來說更加有效。

附：論文 低速重載滾動軸承的狀態監測